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根瘤菌(root nodule bacteria)是与豆科植物共生,形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌.这种共生体系具有很强的固氮能力.已知全世界豆科植物近两万种.根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入,形成侵入线,进到根的皮层,刺激宿主皮层细胞分裂,形成根瘤,根瘤菌从侵入线进到根瘤细胞,继续繁殖,根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织.根瘤菌进入这些宿主细胞后被一层膜套包围,有些菌在膜套内能继续繁殖,大量增加根瘤内的根瘤菌数,以后停止增殖,成为成熟的类菌体；宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白,分布在膜套内外,作为氧的载体,调节膜套内外的氧量.类菌体执行固氮功能,将分子氮还原成NH3,分泌至根瘤细胞内,并合成酰胺类或酰尿类化合物,输出根瘤,由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用.与宿主的共生关系是宿主为根瘤菌提供良好的居住环境、碳源和能源以及其他必需营养,而根瘤菌则为宿主提供氮素营养.
大豆、花生等属于豆科植物.它们的根瘤中,有能固氮的根瘤菌与之共生.根瘤菌将空气中的氮转化为植物能吸收的含氮物质,如氨,而植物为根瘤菌提供有机物.